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环境信息系统建设及思考 中文摘要 近年来经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，进行环境信息系统建设已成为政 府环保工作的客观需要。本文从环境信息系统建设的背景出发，通过简要分析环境 信息系统建设的必要性和可行性，提出了环境信息系统采用“统一规划、统一标准、 统一方案、统一实施”的建设方针，并经过对环保局环境信息系统的用户、硬件设 施、应用软件、信息库、信息、安全、性能等方面的需求分析，确定了环保局环境 信息系统的总体架构，即“三体系、四平台、多应用”的架构。针对信息系统总体 建设方案，对其中关键的应用软件开发内容和结构、前端数据集成中的关键技术方 案进行了深入论述。考虑到环境信息系统建设的复杂性，为保证环境信息系统的持 续可用性和使用方便性，对信息系统建设和运营提出了意见，并强调了项目生命周 期内的风险管理工作。 关键词：环境信息系统需求分析系统架构建设方案技术方案 c o n s t r u c t i o na n dr e f l e c t i o no fx xe n v i r o n m e n t a l i n f o r m a t i o ns y s t e m a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，t h ec o n t r a d i c t i o nb e t w e e ne c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dr e s o u r c ea n d e n v i r o n m e n ti sb e c o m i n gs e v e r e r t h e r e f o r e ，i ti so fg r e a tn e c e s s i t yi nb u i l d i n gu p e n v i r o n m e n t a li n f o r m a t i o ns y s t e m ( e i s ) a sp a r to ft h ej o bo fo u rg o v e r n m e n ti n e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n t h i sp a p e ri si n t e n d e dt ob r i e f l ya n a l y z et h en e c e s s i t ya n d f e a s i b i l i t yo fe i sa c c o r d i n gt oi t sc o n s t r u c t i o nb a c k g r o u n d ，a n dp r o p o s eap r i n c i p l eo f “u n i f i e dd e s i g n ，s t a n d a r d s ，p r o g r a ma n di m p l e m e n t a t i o n ”w i t hat h o r o u g hr e q u i r e m e n t a n a l y s i so fu s e r s ，h a r d w a r ef a c i l i t i e s ，a p p l y i n gs o f t w a r e ，i n f o r m a t i o nb a s e ，i n f o r m a t i o n ， s e c u r i t ya n dc a p a b i l i t yo fe i s ，a no v e r a l lf r a m e w o r ko f “t h r e es y s t e m s ，f o u rp l a t f o r m s a n dm u l t i a p p l i c a t i o n s ”h a sb e e ne s t a b l i s h e d i na d d i t i o n ，t h ep a p e re x p l o r e st h e d e v e l o p m e n ta n ds t r u c t u r e o fk e ya p p l y i n gs o f t w a r e ，a n dt h ei m p o r t a n tt e c h n i c a l p r o g r a m si nf r o n td a t ai n t e g r a t i o no nt h eb a s i so ft h ec o n s t r u c t i o np r o g r a m i no r d e rt o g u a r a n t e et h es u s t a i n a b i l i t ya n dc o n v e n i e n c eo fe i s ，s u g g e s t i o n so nc o n s t r u c t i o na n d o p e r a t i o n a r ea l s od i s c u s s e dd u et oi t s c o m p l e x i t y w i t ha n e m p h a s i so n r i s k m a n a g e m e n tw i t h i nl i f ep e r i o do ft h ep r o g r a m k e yw o r d s ：e n v i r o n m e n t a li n f o r m a t i o ns y s t e m ；r e q u i r e m e n ta n a l y s i s ；f r a m e w o r k ； c o n s t r u c t i o np r o g r a m ；t e c h n i c a lp r o g r a m 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处， 本人签名：1 啬笠毒一 本人承担一切相关责任。 日期：2 q q 2111 ：! ! 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以 公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇 编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位 本人签名： 导师签名： 适用本授权书。 日期： 2 q q 2 ：! ! ：! ! h 期： 2 q q 2 ：! ! ：! ! 北京邮i 乜人学t 商管埋顾l j 专业学位论文 第1 负共4 7 贝 第一章绪论 1 1 环境信息系统建设背景 1 1 1 国家环境管理工作的形势 改革开放以来，我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大 的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反 应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结 构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以 为继。 从现在到2 0 2 0 年是我国必须紧紧抓住的重要战略机遇期。我国的基本国情是 人口多、资源少、污染重、经济增长快、发展方式粗放。必须在发展中采取更加严 格的环境与资源保护措施。国家国民经济和社会发展“十一五 规划纲要中规 定，到2 0 1 0 年，全国化学需氧量( c o d ) 和二氧化硫( s 0 2 ) 两项主要污染物排放总量 比2 0 0 5 年减少1 0 ，并将这两项主要污染物的总量减排作为“十一五”期间必须 完成的约束性指标。初步核算，2 0 0 6 年，全国二氧化硫排放量2 5 9 4 4 万吨，比2 0 0 5 年增长1 8 ，化学需氧量排放量1 4 3 1 3 万吨，比2 0 0 5 年增长1 2 ，两项主要污 染物排放总量不降反升，污染物减排形势非常严峻。 面对严峻的环境形势，党中央、国务院高度重视环境保护，把环境保护作为基 本国策。2 0 0 7 年初，胡锦涛总书记为环境工作做出了重要批示：“当前，环保任务 十分繁重。望尽心尽责，强化依法管理，加大治理力度，努力实现总量控制的目标 。 温家宝总理在2 0 0 6 的中央经济工作会议上明确提出建设主要污染物排放总量的指 标体系、监测体系和考核体系( 简称“三大体系 ) ，以使污染物减排的约束型指标 的评价具有可比性。 污染物减排“三大体系 建设是国家环境监管能力建设“十一五 规划实 施的组成部分，事关主要污染物减排工作能否顺利实施的大事，是目前各级环境管 理部门推进主要污染物减排这一系统工程的重要内容和突破口。环境信息系统建设 项目是“三大体系”建设的核心部分，无论是指标体系、监测体系还是考核体系都 离不开环境信息系统对重点污染源监控信息采集和数据处理的支持，是实现污染物 减排目标和进行评价、考核的重要基础条件。围绕污染物总量减排工作，必须强化 信息网络的建设和自动监控系统的完善，大力强化核查、分析和台账处理能力，大 力提高环境信息和业务人员的业务能力，从体制、管理、队伍、制度等方面大力提 升环境监管的基础能力建设。 1 1 2 环保局环境管理工作现状 近几年，当地环保局一直把加强节能减排工作作为落实科学发展观的重要举 环境信息系统建设及思考 北京邮i u 人学i i 商管理顺i j 专业学位论文 第2 负共4 7 峡 措，研究制定了差别电价、提高污水处理费标准、公和关停小火电机组和在线监控 企业名单、提高环境考核权重等一系列的政策保障措施。 在节能减排的形势下，一方面需要加强对环境的管理，巩固节能减排的成果， 改善环境质量，解决环境污染和生态破坏遗留的历史欠账、避免爆发大的污染和生 态破坏事故、维持基本的生念环境稳定，另一方面要面对经济社会快速发展所带来 的环境压力： ( 1 ) 环境治理的压力大 由于内蒙古幅员广大、资源丰富，具有得天独厚的发展条件。然而，由于粗放 型经济增长方式仍占相当比重，经济总量小，资源浪费大，污染排放高，严重损害 并制约着经济与社会的协调和可持续发展，因此，淘汰落后产能的任务仍然十分艰 巨。特别是钢铁、焦化、有色、水泥、造纸等非电行业落后产能淘汰进展缓慢。一 些地方对部分落后产能底数不清，尚未确定淘汰落后产能企业名单和时间进度。一 些企业由于涉及到职工安置、债务偿还和资产处理等问题，关停难度较大。 另外，对于环境治理工程建设滞后，部分脱硫工程和污水治理工程未能按时建 成运行，特别是城镇污水处理厂的建设和管网配套资金不到位，全年计划建设的 1 1 个污水处理厂，上半年仅投运2 个。另外，部分新上的设施不能稳定运行，达 不到预期效果。 ( 2 ) 环境监管不到位 一些企业或者单位在建设时不严格执行建设项目“三同时”制度，私自停用污 染治理设施和不上污水处理设施，造成对环境质量的严重污染。环境部门对违法行 为处罚力度弱。 ( 3 ) 环境治理设施和基础工作薄弱 全区仅有2 1 个城镇污水处理厂，其中近百个工业园区仅有6 个污水处理厂， 绝大部分的城镇污水未经处理擅自排放，既便建成的污水处理厂也有时停时运的问 题。 另外，环境信息系统网络平台建设滞后。有2 6 个县区没有环境监测站，3 1 个 监测站不具备监测能力；三级站中达到国家标准化建设要求的只有1 3 个。有3 个 主要城市不能开展空气质量自动监测。 ( 4 ) 环境减排任务艰巨 2 0 0 7 年以来环境质量稳中有升，但是污染物减排和环境保护工作的形势依然 非常严峻，完成全年减排二氧化硫3 1 、化学需氧量3 0 2 的目标难度仍然较大。 突出表现在：一是经济快速增长使主要污染物的排放量大幅度增加。上半年发电量 增长了3 8 8 6 ，煤炭产量增长了4 3 ，冶金、化工、建材、农畜产品和食品制造 等行业增速较快。二是下半年减排余地较小。上半年关停小火电机组容量已经达到 环境信息系统建设及思考 北京i | l i j i u 人学t 商管理颂l ：专业学位论文第3 贝共4 7 贝 了全年任务的6 8 ，下半年还将有8 0 0 力千瓦机组建成投产。三是落实促进减排 的经济政策还需要一个过程。目前，提高脱硫机组1 5 分上网电价补贴的政策由电 网公司承担，很难持久落实；对污水处理项目的建设减半收费、用电优惠、提高污 水处理费标准等政策落实较慢，直接影响了减排进度。 1 2 研究目的 鉴于现实背景，建设环境信息系统旨在通过加强环境信息化基础能力建设，为 丌展环境管理和治理工作提供高效可靠的基础设施和信息技术支持，进而提高环境 与发展综合决策能力、环境监管能力、重大环境事故的预警防治能力和公共服务能 力，为构建和谐社会，实现国民经济、社会和环境的协调发展做出贡献。 本文目的就是通过研究坏境信息系统建设的必要性、可行性，提出环境信息系 统建设的整体框架，进而通过较深入的应用需求分析，明确信息系统整体方案，并 对信息系统建设后续一些关键问题进行了分析和建议。 第二章系统建设必要性和可行性分析 2 1 环境信息系统建设必要性 环境信息系统以加强坏境管理和治理为核心，以实现环境减排和治理目标为任 务，通过对重点污染源自动监控系统、环境信息管理系统等多个系统的建设，实现 管理部门对重点污染源的监控、环境管理的科学化和规范化，充分发挥环保机构的 主导作用，推动环境友好型社会的建设。 2 1 1 加强对重点污染源监管的需要 环境监控治理工作采用传统管理方式，工作繁杂、条件艰苦，且数据不易统计 和查询，也不便于保存和共享，在获取环境信息的及时性、全面性，在决策支持手 段现代化等方面都远不能满足需求；在对重点污染源的监管上不能实现及时、准确， 并且有监管过程中污染企业不执行管理决定、在环境治理和污染排放不达标等状况 的出现时，环境监管部门不能及时发现。 2 1 2 加强环境监管、提高环境保护执行力的要求 目前，环境信息管理工作还存在许多的薄弱环节，诸如，环境管理信息资源传 输滞后，信息资源共享和利用不充分等，严重制约了环保行政效率的进一步提高。 环境审批、环境监督、环境监测、环境监察等各项业务的信息管理系统相互割裂， 环境信息系统建设及思考 北京| l i i j i u 人学i ：商管理顺i ：专业学位论文第4 贝共4 7 负 缺乏统一的整合平台，既造成重复劳动，影响行政效率，又导致了一些公共信息数 出多门，来源不一，影响行政信息准确性。 2 1 3 掌握污染源信息，实时监控企业环境违法行为的需要 企业的环境违法行为造成了环境污染，影响了公众的生活质量，而企业违法成 本低、守法成本高的不正常现象，更是严重扰乱市场环境，影响了守法企事业单位 的守法积极性。 2 1 4 建立环境安全危机应急体系，保障环境安全的需要 松花江、北江等地的环境污染事故为环境安全事故预警和应急处理工作敲响了 警钟。当前，环境安全应急处理已成为保障经济发展的迫切需要。因此，建立污染 事故应急系统，提高应急快速响应能力是十分必要的。 2 1 5 环境部门面向公众，服务社会的要求 环保事业是一项社会公益事业，必须充分利用社会公众的参与来推动这项工作 的发展。开展该系统建设，建立互动信息服务平台，为公众参与环境工作创造条件。 总之，加强对污染源的监管能力，提升环境管理机构的信息化能力，提高环境 保护业务管理的信息化水平和工作效率，提升环境信息资源的开发利用水平，加强 环境保护政务公开和社会监督，是国家对各级环境管理机构的要求，也是环境信息 系统建设需要实现的工作目标。 2 2 环境信息系统建设可行性 2 2 1 技术可行性 目前，环境信息系统所利用的i t 技术已经非常成熟，数据传输技术、数据库、 w e b 、g i s 等软件技术也较以前有了较大进步，网络设备和服务器等硬件性能也得 到了快速提高。 ( 1 ) 数据库技术的不断完善 传统的小型数据库对于小数据量还能够应付，一旦遇到海量数据，其性能就会 迅速下降。而大型数据库技术面对海量数据，存取检索速度却影响不大；在安全性、 稳定性方面也更加完善；同时现有的分布式数据库技术的功能，可以很好地解决数 据分散存储的问题。新一代的空间数据库引擎( 如a r c s d e ，s p a t i a lw a r e 等) 空间 技术，以及支持空间的大型商业数据库( 如o r a c l e l o i ，d b 2 等) 可以同时直接把空 环境信息系统建设及思考 北京l l | | j i u 人学t 商管理坝i j 专业学位论义第5 贝共4 7 贝 间( 图形) 数据和属性数据存放在一起。数据库的这些特点，对于建立一个具有多 种格式海量信息管理系统来讲是至关重要的。 ( 2 ) 网络技术、w e bf - 1 户的发展 现在网络的速度越来越快，带宽越来越高，而价格却不断下降。对于任何一个 部门，建立一套信息系统的目的就是为了将其下面所有的部门关联在一起协同工 作，从而提高工作效率。另外，发展迅速的i n t e r n e t ( 因特网) 给人们带来了一种 全新的生活和工作模式，一个单位内部也可以利用i n t r a n c t ( 局域网) 技术来构建 整个信息系统门户，使得系统更加方便和实用。i n t e r n e t i n t r a n e t 成为单位和个人与 社会联系的基本手段之一。 ( 3 ) 地理信息系统技术( g i s ) 的发展 传统的g i s 基本上是一套独立的系统，该系统有自己的图形平台和关系数据 库管理系统，图形基本上是放在图形文件中，而属性是放在自己的数据库管理系统 中或采用通用的数据库管理系统来进行管理，图形和属性之间通过一定的关联来保 证二者之间的致性。最近几年g i s 技术取得了巨大的进步。一是将地理空间数 据存储在大型关系数据库中，这样不但解决了海量空间数据的存储和快速检索问 题，还将空间数据与属性数据采用相同的存储器，避免了空间信息与属性信息的不 一致带来的诸多问题。目前许多g i s 系统均采用面向对象的组件技术，将许多g i s 功能构建成控件，这样用户就可以将相应的功能扩展到自己的w e b 应用系统中。 ( 4 ) 数据存储设备的高速发展 到目前为止，大容量、高安全性的存储设备( 如光盘、硬盘、磁盘阵列等) 完 全可以将一个海量的环境资源、地质资源、环境环境等相关信息进行安全、统一的 存储和管理。彻底免去了信息保存在纸介质上的种种不利因素，在安全、时间长久 性上也可以得到保障。 2 2 2 客观环境可行性 ( 1 ) 项目确立了组织体系 项目确立了自上而下的组织体系，分工负责。简单包括了负责项目建设重大事 项决策，制定项目实施方案，审批项目预算，通报项目建设进程和实施情况等工作。 ( 2 ) 环境管理人员的科技素质不断提高 近几年，越来越多的环境工作人员全面接受了计算机和网络基础知识培训，并 环境信息系统建设及思考 北京邮i u 人学t 商管理顺i j 专业学位论文第6 贝共4 7 贝 且在项目实施时还将组织大范围的人员培训，允实专业技术队伍。同时，将采取相 应的政策措施，提高专业技术人员的政治、生活待遇，保持专业技术队伍的稳定， 确保信息系统运营需要的人力资源。 ( 3 ) 其他环境部门成功经验是项目可行的可靠基础 目前，环境机构在信息化建设取得了很大的发展，在信息化建设组织管理、技 术积累、装备、基础设施、业务系统丌发应用等方面具备了坚实的基础。因此，在 系统建设时可以借鉴其他环境部门成功的建设经验，为本系统的建设奠定基础。 2 3 系统建设思路 2 3 1 建设经验 通过一定的调研和分析工作，主要获得以下工作经验： 污染源排放、视频、工况的集成监控 通过对污染源排放、视频、工况的集成监控，充分发挥视频监控和工况监控的 作用，辅助验证污染物排放自动监控数据。 污染源自动监控数据的逐级上报 采用污染源自动监控数据的逐级上报，明确各级环境行政主管部门的监督与管 理职责，采用常规和应急两种数据上报方式进行数据传输与共享。 项目建设按照系统总集成方式，采用捆绑式招标 按照总集成方式建设和捆绑式招标，能够更好地将项目建设的各个组成部分有 效地结合起来，落实建设工作的实施责任和项目成效。 采用第三方运营管理模式，有效避免企业的违规行为 通过第三方运营管理模式，有效避免企业的违规行为，可降低环境行政主管部 门的运营管理工作量，更好地运用自动监控数据为环境管理服务。 2 3 2 建设总体思路 环境信息系统采用“四个统一”的建设方针，即：统一规划、统一标准、统一 方案、统一实施。总体建设思路： 一是要和国家环保总局的指导方针、建设标准保持一致，严格按照总局的统一 部署组织实施。 二是要充分发挥“后发优势”，借鉴其他环境信息管理系统的成功案例和前沿 技术发展领域的建设经验，研究总结重点污染源自动监控项目的“最佳实践”，建 设成为全国一流的环境信息平台。 三是要清醒认识现有工作的薄弱基础，采取“规划先行，分步实施”的策略， 环境信息系统建设及思考 北京邮i u 人学t 商琶：理坝| _ 号业学位论文 第7 贝共4 7 贞 避免“一次性”、“大而全”的建设模式，将现有项目工作和未来长远发展关联起来。 四是要有所侧重，认真分析本地区的特点和实际情况，根据本地区环境工作的 实际需要，确保环境信息系统项目能够充分发挥效益，真正用到实处。 第三章系统建设需求分析 环境信息系统是一个在很大范围内实施的复杂工程，作为一个系统工程，首先 要对其进行正确的分析设计，然后彳。能对其建设进行进一步的细化。以下是从其业 务体系、应用系统、技术体系等方面进行需求分析。 3 1 用户分析 系统的用户分布在省环保局、地市环保局、污染源企业单位以及社会公众。按 照用户分布、操作内容和使用目标不同，将用户分成如下几类： 环境管理业务人员：利用环境信息系统提供的业务应用管理功能，开展环境管 理相关工作的业务人员。 系统维护人员：主要参与建设和运行管理信息系统，利用系统提供的维护功能 进行系统的运行管理、数据备份恢复、软件升级更新等工作。 企业和社会公众：参与环境管理或通过环境外网门户了解环境管理信息和形势 的环境系统外部人员。 3 2 硬件设施分析 环境信息系统建设的基础硬件包括： 重点污染源企业、污水处理厂现场端自动监控设备、视频监控系统和污染 治理设施运行状况监控设旌、移动视频监控系统。 省、市各级监控中心配置的设备。 信息系统建设所需的服务器、网络、交换机、防火墙等基础设备。 3 3 应用软件分析 环境信息系统的应用软件包括： 办公信息平台 政府门户网站 办公自动化 环境信息系统建设及思考 北京邮i u 人学t 商省。胖坝卜号业学位论文 视频会议 环境数据中心 环境地理信息系统 监控中心 污染源在线监控系统 环境质量在线监控系统 视频监控系统 污染源工况监测系统 业务管理系统 1 2 3 6 9 公众监督管理 环境监察管理系统 决策支持系统 总量控制 应急系统 模拟预警 生态遥感监测 经济发展政策分析 环境健康风险评估 3 3 1 办公信息平台 办公信息平台主要包括政府门户网站、办公自动化和视频会议，该平台的建设 主要解决内部办公、对外信息交流以及信息发布、远程会议等目前实际管理过程中 存在的问题。 3 3 2 环境数据中心 目前，环保部门的各个业务数据还分散在各个业务部门和下属单位内，还没有 建立环境专题的数据库。需要通过环境数据中心为核心，将各个业务系统关联起来， 并且将环境数据集中管理起来，对不同数据来源的环境数据进行分析，进一步完善 数据的一致性、准确性，为决策工作提供更有力的数据支持。 环境信息系统建设及思考 北京邮i 乜人学r 商话理顺l ：专业学位论文第9 页共4 7 灭 3 3 3 环境地理信息系统 地理信息系统是环境信息应用系统的基础支撑平台。环境管理的较多业务在进 行办理过程中需要进行准确的定位、周边情况分析等。建立地理信息系统，准确获 取污染源的位置，查看污染源周边情况，结合环境功能区划以及其它业务建立相关 的专题地图，对污染源信息进行空间分析和模型分析，为业务的办理以及决策提供 支持。另外，地理信息系统需要与其它业务系统进行集成，为其它业务的办理提供 支持。 3 3 4 监控中心 监控中心是个集成的综合系统，主要需要集成污染源在线监控系统、环境质 量在线监控系统、视频监控系统和污染源工况监测系统。通过对在这些系统的集成， 借助前端的监测仪器、视频终端等对污染源、环境质量进行在线远程监控，对超标 进行报警提示，并结合地理信息系统实现实时、动态、可视化的环境监控，并最终 实现监控中心对全区污染源和环境质量的全面管理。 3 3 5 业务管理系统 业务管理系统主要结合部门业务的实际情况，针对目前信息化建设需求比较强 烈的业务系统进行建设，主要需要建设的业务系统有： 1 2 3 6 9 公众监督管理 为了加强坏境管理部门与公众的交流，切实解决公众预见的环境问题，并通过 公众及时发现环境违法违规单位，因此需要建设1 2 3 6 9 公众监督管理系统。通过该 系统及时发现存在的环境问题，对公众举报的事件进行及时、全面的解决。 环境监察管理系统 主要针对环境监察业务过程中投诉案件的处理、监察执法、排污申报和收费的 同常监督进行管理，并结合环境数据中心、地理信息系统等能及时察看和了解企业 的环境相关信息，掌握其环境状况，为环境监察的同常管理提供帮助。 其他 环境信息系统建设完善后，针对其他业务在同常管理和办公过程中的实际需 要，建设其他业务系统，例如：固废管理系统、专项资金管理系统、辐射管理系统 等。 3 3 6 决策支持系统 总量控制 区域总量控制是国家对区域环境质量进行考核的一个标准。需要根据国家逐级 环境信息系统建设及思考 北京邮i u 人学t 商管理影i i j 专业学位论文 第1 0 负共4 7 贝 分解的环境保护污染物总量控制方案，从环境容量利用和管理的角度出发，在科学 评价环境质量现状的基础上，分析环境容量利用、保护和配置情况，结合污染源排 污申报登记管理进行污染源调查和评价，确定各环境功能区的环境容量。在环境容 量核定的基础上，按照现有排放方式或已规划的排放方式，确定各环境功能区污染 物允许排放量，制定污染物削减方案，进行排污许可证核定发放。 应急系统 环境应急管理是辅助环境管理部门进行环境应急管理和环境污染事故应急处 置的辅助系统。应急管理及救助中心是事故灾害的“神经中枢”，它必须具备通讯、 预警、灾情评估和监视、确定行动重点地带、协调及分配救灾力量、公众信息与新 闻媒介等多方面的功能，同时必须要求各级管理者熟悉应急预案的内容。 经济发展政策分析 经济发展政策分析主要是将环境治理与经济发展进行结合，能及时了解环境治 理的投入与产出情况。一定的环境项目在运行过程中，对经济发展带来的益处和对 日常环境带来的负担等，对区域产业的发展以及建设项目的审批提供辅助决策支 持。 环境健康风险评估 结合目前的环境质量情况、污染源情况，能及时对区域的环境健康情况进行风 险评估，及时向公众通报环境健康风险级别或者指数，并为进一步的环境治理提供 方向。 生态遥感监测 由于地理环境区域内有大量的森林、河流，因此对于生物植被的监测十分重要。 将来可结合r s 与g i s 技术，对区域内的植被情况、生态事故情况进行及时的反映， 为决策者在生态管理方面提供辅助决策建议。 3 4 信息建库需求分析 根据环境管理工作的需要，主要建设以下数据库： 建设项目数据库 重点污染数据库 自然保护区数据 环境统计数据库 危险废物数据库 环境法规数据库 政务公文数据库 环境信息系统建设及思考 北京邮i u 人学t 商管理硕卜擘业学化论文 3 5 信息需求分析 数据的统一管理、传输管理以及信息的共享是信息系统建设的一个重点，由于 该项目的建设涉及较多的部门和机构以及污染企业，因此，涉及的数据内容多样。 下面从信息内容和来源、信息的属性、信息量、信息管理流程等方面进行全面的分 析： 3 5 1 信息内容和来源 本系统的相关数据主要来源于在线监控系统、视频监控系统、环保局业务部门 以及直属单位等。 3 5 2 数据类型 处理和存储的主要信息类型包括文本信息、数值信息、图形图像信息以及多媒 体信息等。随着计算机技术的进步、管理部门需求的扩展和应用的深入，图形图像 信息和多媒体信息的处理需求会日益增加。 数值型信息：主要包括各种动态监测数据、指标数据、统计数据等： 文本型信息：主要是各种政策文件、研究报告、法律文献、审批文件等； 图形图像信息：主要是空间地理信息、建设项目资料、各种扫描文件等； 多媒体信息：污染源视频监控信息，监督执法信息以及会议录像资料等。 3 5 3 数据管理模式 数据管理包括：纵向上由污染源到市管理部门，再到省管理部门的信息采集和 传输的管理；横向上实现各业务管理数据、在线监控数据等不同数据库之间的数据 交换和共享；从技术角度考虑，应实现业务系统管理的事务处理型基础数据与分析 型数据的分别管理。 数据采集和传输管理模式 该系统中涉及的数据主要产生于污染源，需要通过污染源在线监控系统进行采 集，经污染源传输网络到地市级监控中心，再经环境保护业务专网传输汇集到省环 省级监控中心。其中对于省控污染源，污染源在线监控系统采集的原始数据能够经 过环境保护业务专网直接传输到省级监控中心。 污染源监督性监测数据由省、市、县三级环境监测站产生，经环境保护业务专 网系统逐级汇总传输到省管理部门。 环境业务管理数据主要是由各级管理部门填报，经环境保护专网最终传输到省 管理部门。 数据交换和信息共享管理模式 环境信息系统建设及思考 北京邮l u 人学1 i 商管理顾卜号业学位论文 第1 2 贝共4 7 贝 各级部门纵向传输汇集的数据，最终形成不同的综合数据库，为了便于工作的 需要以及多业务部门的协作，需要实现不同数据库之间的数据交换和信息共享。省 级管理部门可以对数据库实现集中管理，各业务部门在业务管理过程中获取可共享 的数据。 事务型数据与分析型数据区别管理 从技术实现的角度看，由于环境管理过程中除了日常的业务管理之外，还要对 采集到的各类信息进行综合的加工和分析，从而提供辅助决策支持。 事务型数据是业务应用系统产生和管理的。数据库设计多采用实体关系的模 式进行管理，为了便于实现增、删、改、查等事务型处理，数据库表中加入了许多 控制性字段，这些字段对数据加工和分析是没有用处的。 分析型数据来源于业务应用系统，是经过清洗、转换处理之后的“干净 数据， 是为了数据的加工处理，为了便于按照不同的纬度进行计算和分析，多采用星型和 雪花型的模式进行管理。 所以该项目数据库的设计也要考虑这些技术上的特点，按照不同的业务要求建 设多个数据库，大体上分为与业务管理相关的业务基础数据库和为了信息共享、数 据深入加工利用的共享数据库。 3 5 4 数据安全性 为了保障数据和信息的真实性和安全，系统设计时既要考虑数据逐级汇总传输 要求，又要考虑数据直接传输的需要，并且需要确保数据在传输过程不能篡改和丢 失，以及数据存储、管理和应用的安全性。 3 6 安全需求分析 3 6 1 网络安全需求分析 信息系统的部分数据是仅供内部使用，不允许对外发布的；而且其中可能有部 分信息涉及国家秘密，根据计算机信息系统国际联网保密管理规定：涉及国家 秘密的计算机信息系统，不得直接或间接地与国际互联网或其它公共信息网络相联 接，必须实行物理隔离。按此规定，计算机网络设计应采用结构化设计方法，将整 个网络系统划分为内部网、外部网二个物理网，确保内部系统和数据的安全。 3 6 2 数据安全需求分析 系统应能随时保存日志文件以及各种用户需要的数据，能给用户提供方便的数 据备份和恢复工具，让系统管理员能视需要随时或定期备份数据，当系统出现故障 或崩溃时，系统管理员能随时进行系统数据的恢复，将损失或影响减少到最低。 环境信息系统建设及思考 北京邮f u 人学t 商管理顺l ：号业学位论文第1 3 负共4 7 贝 另外，按照信息密级，在不同的信息安全域实施相应的安全等级保护；对不同 安全等级的信息，通过身份认证和访问控制，实现授权访问；系统应能通过权限来 控制用户所能查询或统计的数据内容。 3 7 性能需求分析 ( 1 ) 网络环境的性能： 要求数据传输网络畅通、快捷、安全、可扩展。 ( 2 ) 系统运行平台性能： 要求采用通用性好的计算机系统、安全可靠的操作系统以及大中型数据库系 统，保证系统良好的可扩展性能和兼容性能。 ( 3 ) 应用支撑平台的性能： 要求应用支撑平台为业务应用系统的开发和运行提供技术支撑，并具有灵活的 可扩充性和高度的可配置管理性。 ( 4 ) 应用系统性能： 应用系统应满足用户的要求，稳定、可靠、实用。人机界面友好，输出、输入 方便，图表生成灵活美观检索、查询简单快捷。 ( 5 ) 数据质量： 系统数据应及时、准确、完整，能够满足汇总统计、制表制图、分析计算、模 型测算等要求。 ( 6 ) 可管理性 要求覆盖省、市、县和国控重点污染源的网络能够进行分级的管理和运行维护。 4 1 建设内容 第四章系统总体建设方案 经过认真的需求分析，结合系统建设工作的紧迫需要，以及环境管理工作的实 际需要，内蒙古环境信息系统建设内容包括： 4 1 1 重点污染源自动监控系统 1 、 建设污染源现场自动监控及视频监控前端系统，包括相关监控设备的安 装和调试。 污染源现场自动监控及视频监控前端系统是污染源数据获耿的基础，也是管理 环境信息系统建设及思考 北京邮i 【i 人学丁商管理顺i j 专业学位论文 第1 4 灭共4 7 贝 部门对污染企业进行监控的基础手段，管理部门通过监控前端设备的安装和调试， 加强了对污染源的监管，增加了环境治理的力度，为环境管理提供最基本的保障。 2 、建设监控中心，对重点污染源的污染物排放和工况、水及大气环境质量 和污染源现场视频进行监控。 监控中心是一个集成的综合监控指挥系统，它以环境数据中心为核心，以地理 信息系统为依托，以应急管理系统作为辅助服务系统，在线监控系统为应用服务系 统来对该项目进行建立。因此，监控中心集成环境数据中心数据、在线监控系统数 据、视频监控数据、应急系统、环境地理信息系统等多个系统，通过集成实现监控 中心对污染源和环境质量的管理和监控；所有相关的环境数据都可以在电子地图上 展示，实现实时、直观、动态、可视化的环境监控。 4 1 2 环境信息基础能力建设 3 、建设覆盖全省各地市的环境保护业务专网 建设省、市之间互连的网络系统，通过基础骨干网络和合理的i p 地址规划将 全省环保机构连成为一个大的环境保护专网，为数据采集、传输和信息发布提供传 输通道。 4 、 构建环境监控基础系统平台 基础系统平台是保证系统运行的软硬件基础，它确保环境自动监控系统能够安 全、可靠的运行。该基础系统平台包括环境监控数据库及数据传输渠道、g i s 信息 系统软件、基础地图数据、大屏幕显示及控制系统、服务器系统以及相匹配的存储 备份系统等软硬件设施。 5 、建设全省环境数据中心 建立统一的环境数据中心，为全省环境管理工作的丌展提供基础的信息资源基 础平台。环境数据中心通过对各类环境数据的统一管理，加强对环境业务数据的共 享、交互以及对数据的后期整理、分析和利用，从环境数据的本身入手，根据环境 数据的特点进行合理的整合，简化环境数据利用的难度，以丰富的统计图表展现数 据，从而实现上下级间、部门间的数据共享和对决策的有效支持。 6 、建设环境地理信息系统，实现环境数据的直观展示和发布 建设环境地理信息系统，通过在地理位置上表现污染源和环境状况，全面地反 映出污染源和污染物排放的分布情况，进而为环境决策提供依据。环境地理信息系 统将管理部门的各项环境业务数据和实际的地理信息要求结合起来。同时完成各类 专题图的制作管理，实现地理数据与环境业务数据信息的衔接，实现分析、对比等 高级查询，为环境管理工作提供高效、直观、方便的信息系统。系统结合最新的三 维技术，专题地图制作技术等最终实现环境数据的地图化、三维化。 环境信息系统建设及思考 北京邮ll 1 人学t 商管理顺i j 号业学位论文 第1 5 负共4 7 负 4 1 3 环境管理综合平台建设 7 、建设环境监控相关业务管理系统 建设污染源监控相关的业务系统，根据业务需要，目前主要建设环境监察管理 系统和1 2 3 6 9 公众监督管理系统等。这些业务系统与同常业务管理相关性比较大， 为其业务管理的流程化、规范化、信息化等提供基础的平台。 8 、建设总量控制、模拟预警和应急管理等环境决策支持系统 环境决策支持系统不仅建立在业务管理系统的基础上，还结合环境数据中心、 地理信息系统、监控中心等系统的应用，通过对业务管理系统、环境数据中心、地 理信息系统、监控中心等系统的综合分析和应用，对总量控制、污染模拟预警和环 境事故应急等重要环节提供智能决策支持。 9 、建设办公信息平台，实现视频会议、办公自动化等日常信息沟通渠道 环境信息服务平台不仅是为内部的用户提供办公、信息发布等服务，而且也是 内部办公人员与群众进行信息交流的媒介。同时结合视频会议，使各级政府部门之 间进行远程沟通和交流。 4 1 4 项目保障体系建设 1 0 、建立一套标准规范体系，作为系统建设的依据 制定本系统建设标准与规范，结合环保业务和环境信息化工作的特点，标准规 范体系主要包括：标准总体框架、网络建设与管理、应用支持系统、应用系统丌发、 信息安全和管理等方面的标准与规范，用于指导今后环境信息系统建设，保障系统 建设标准一致。 l l 、建设一套安全保障体系，确保整个监控网络系统的安全稳定运行 建立统一的安全管理体系和管理制度，用以保障环境自动监控系统安全、高效、 稳定运行。建立科学的、可行的安全工作制度，在内部建立安全管理规范。建立完 备与可行的信息系统技术安全体系，保障信息系统免受各种攻击、事故的威胁，实 现网络访问控制及加密保护、硬件安全防范、操作系统安全防范、用户统一身份认 证控制、数据传输保护、安全审计、病毒防范。 1 2 、培养一支技术人才队伍，形成一个完整的系统运行维护体系 为了确保系统的正常运行，通过集成和定制开发系统运行管理维护系统，还要 制定一系列合理的运行管理制度，更要打造一支技术过硬的系统运行维护队伍。系 统开发、运行、维护离不开科技人员、高素质的业务人员，在系统建设过程中需要 对有关人员进行技术培训。 环境信息系统建设及思考 北京邮i u 人学t 商琶：理顺i j 专业学位论文第1 6 负共4 7 负 4 2 总体架构 j 办公信息平台 决策支持监控中心业务管理 i 纛。1 | 数据支撑平台? 一誊”i | i 霪i 攀蒸静眇零鍪爨擘黍溪| | i 。羹j 誊i i | ； | | i | ! 豢攀誉溪塑夔谭囊煞慧差羧粪鏊瀵萋：黪。j 巍i 萋蔓j ，皇薹鬟鍪鬟签鍪基i 茏二薹i 囊囊蔓j 。i 委蔓童：篡! 笼i 毫荔羹蒸遂茏i i 篓凌薹。曩妻置量。鍪：篓i 薹囊j 毫董歹 标准规范体系 图4 - ! 总体架构图 本系统的架构是按照分层的思想加以设计和实现。分层的体系结构能够较好地 实现建设任务的分解，以便整个系统的建设任务能够在明确接口定义的基础上进行 并行建设，以缩短整体的建设周期。同时，在接口保持不变的前提下，分层的系统 体系结构还能够保证系统对备层基础技术的发展具有良好的适应性，并且较好地体 现以数据获取和整合为核心、以信息安全为基础、面向环保信息化服务能力建设的 功能定位。 环境信息系统是一个复杂的系统工程，因此，必须要采用良好的结构设计，必 须具有足够的灵活性，以适应技术快速变化的需求；还必须具有足够的一致性和稳 定性，以确保在实施过程中具有相对的稳固性。 在对环境信息系统进行设计过程中，我们总结为：“三体系、四平台、多应用 的架构。 其详细的技术架构为： 环境信息系统建设及思考 安全保障体系运行维护体系 北京邮l u 人掌一i ：商管理坝t j 专业学位论文第1 7 页共4 7 灭 政府门广网站 决策支持 蓁l 蠡囊 雾 纂 需錾 ；管理卜预警| t 篇i 指挥i 滞 体! 环境数据中心 簪；攀器茎警；矧茎l 苍 i 资源f j 录数掘交换j 锶一档! 数掘金询：统i l 分析， 环境地理信息系统 一一一l i 地图操作数图l 蝴i ；专题地图l 三维展，j ；! 二：二二二二：二= = ； 安 全 保 障 体 系 r 一一一一一一一。? j标准规范体系 l 一。_一 图4 - 2 技术架构图 4 2 1 三体系 三体系由标准规范体系、安全保障体系和运行管理体系组成。 ( 1 ) 运行维护体系 为整个系统提供一个统一的管理功能，包括用户管理、授权管理、应用管理、 服务器系统、数据库管理系统自身的资源管理、性能管理、配置管理、备份管理、 故障管理等。 ( 2 ) 安全保障体系 建立完善的安全体系，从网络连接、数据传输、数据存取、数据保存、系统操 作、口令管理等各个层面的安全；以及从政策策略、组织体系、人力资源、信息资 源等各方面进行考虑。 ( 3 ) 标准规范体系 系统在建设过程中不但要全面遵循国家的相关标准规范，而且还要遵循地方信 息化建设的标准规范。另外，软件开发过程中也要严格按照一定的标准规范进行， 使系统具有可扩展性和灵活性。 4 2 2 四平台 ( 1 ) 网络通道平台 网络通道平台是信息传输和信息应用的基础，集成了“信息内网”、“电子政务 外网和“因特网 的设备，具有网络通信、网络管理、及安全防护能力，为环境 环境信息系统建设及思考 僚f | l l 北京邮l u 人学l 。商雀耻顾l ：专业学位论文 保护信息系统的数据传输、信息交换、应用集成和信息服务提供基础网络环境。 (